Выходной формирователь импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K5/01 

ел

с

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах импульсных сигналов наносекунд- ного диапазона. Цель изобретения - повышение быстродействия и стабильности выходного напряжения при переменной нагрузке. Выходной формирователь импульсов содержит первый и второй каналы формирования верхнего и нижнего уровней, каждый из которых включает первый ключ, выполненный на двух транзисторах,и второй ключ, выполненный на диоде, основном транзисторе и четырех резисторах. Введение в схему конденсатора, двух вспомогательных транзисторов и двух дополнительных резисторов в каждый канал формирователя позволило ускорить рассасывание заряда, накопленного в базовой цепи основного транзистора, стабилизировать установившееся значение выходного напряжения при колебаниях нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования импульсных сигналов нанрсекундного диапазона.

Целью изобретения является повышение быстродействия и стабильности выходного напряжения при переменной нагрузке.

На чертеже представлена электрическая схема выходного формирователя импульсов.

Устройство включает первый и второй каналы формирования соответственно верхнего и нижнего уровней, которые содержат первые и вторые ключи. Первый ключ первого канала выполнен на первом и втором транзисторах 1-1, 1-2 по схеме токового переключателя, эмиттерном резисторе 1-3 и двух коллекторных резисторах 1-4, 1-5.

Первый ключ второго канала выполнен на первом и втором транзисторах 2-1, 2-2,

эмиттерном резисторе и двух коллекторных резисторах 2-4, 2-5.

Второй ключ первого канала содержит основной транзистор 3-1, первый и второй вспомогательные транзисторы 3-2, 3-3, диод 3-4, первый резистор 3-5, второй резистор 3-6 и дополнительный резистор 3-7,

Второй ключ второго канала содержит основной транзистор 4-1, первый и второй вспомогательные транзисторы 4-2, 4-3. диод 4-4, первый и второй резисторы 4-5, 4-6 и дополнительный резистор 4-7. Между базами основных транзисторов вторых ключей включен конденсатор 5.

Базы первого и второго транзисторов 1-1.1-2 первого ключа первого канала соединены соответственно с первым и вторым входами 6-1, 6-2 устройства, а базы второго и первого транзисторов 2-2, 2-1 первого ключа второго канала соединены соответстvj Ю 00 00

ю

00

венно с третьим и четвертым входами 6-3, 6-4 устройства. Объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов 1-1,. 1-2 первого ключа первого канала через эмит- терный резистор 1-3 соединены с первой шиной 1 источника питания, к которой также подключены эмиттеры первого и второго вспомогательных транзисторов 4-2, 4-3 второго канала через дополнительный и второй резисторы 4-6, 4-7 соответственно и коллектор основного транзистора 4-1 второго ключа второго канала. Коллекторы первого и второго транзисторов 2-1, 2-2 первого ключа второго канала через коллекторные резисторы 2-4, 2-5 подключены также к первой шине 7 источника питания, Объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов 2-1,2-2 первого ключа второго канала через эмиттерный резистор 2-3 соединены со второй шиной 8 источника . питания, к которой также подключены эмиттеры первого и второго вспомогательных транзисторов 3-2,3-3 первого канала через дополнительный и второй резисторы 3-6, 3-7 соответственно и коллектор основного транзистора 3-1 второго ключа первого канала. Коплекторы первого и второго транзисторов 1-1, 1-2 первого ключа первого канала через коллекторные резисторы 1-4, 1-5 подключены также ко второй шине 8 источника питания. .

База основного транзистора 3-1 второго ключа первого канала соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора 3-3 первого канала и через об- ратно-включеиный диод 3-4 первого канала .- с первым источником 9 опорного напряжения.

База основного транзистора 4-1 второго ключа второго канала соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора 4-3 второго канала и через об- ратно-включенный диод 4-4 второго канала

- со вторым источником 10 опорного напряжения. Коллекторы первых вспомогательных транзисторов 3-2, 4-2 и эмиттеры основных транзисторов 3-1, 4-1 вторых ключей обоих каналов подключены к выходной шине 11. Между базой и эмиттером основных транзисторов 3-1, 4-1 включены .первы.е резисторы 3-5, 4-5. Базы первых вспомогательных транзисторов 3-2, 4-2 обоих каналов соединены соответственно с коллекторами первых транзисторов 1-1,2- 1 первых ключей, базы вторых вспомогательных транзисторов 3-3, 4-3 обоих каналов подключены к коллекторам вторых

-транзисторов 1-2, 2-2 первых ключей.

Работает устройство следующим образом. Если на входе 6-2 напряжение логической 1 положительной полярности, на входе 6-4 напряжение логической I отрицательной полярности, на входах 6-1 и 6-3 напряжения логического О, напряжение

на первом источнике 9 опорного напряжения UB (напряжение верхнего уровня) положительной полярности, а на втором источнике 10 опорного напряжения Ун (напряжение нижнего уровня), то транзисторы

0 1-2, 2-1 открыты, а транзисторы 1-1, 2-2 закрыты, что в свою очередь приводит к тому, что транзисторы 3-3, 3-1, 4-2 открыты, а транзисторы 4-3,4-1,3-2 закрыты. Ток коллектора открытого транзистора 3-3, за5 даваемый резистором 3-7, протекает через диод 3-4 к источнику 9 опорного напряжения верхнего уровня, создавая на его аноде и на базе транзистора 3-1 напряжение, отличающееся от опорного напряжения верх0 него уровня на величину падения на диоде. Ток коллектора транзистора 4-2, задаваемый резистором 4-6, и ток нагрузки протекают через транзистор 3-1, при этом на его эмиттере, связанном с выходной шиной 11,

5 будет напряжение меньше, чем на его базе, на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер.

Таким образом напряжение на эмиттере транзистора 3-1 и выходной шине 11

0 равно: Ивых UB + 1)д - Оба, что при 11д Убэ обеспечивает на выходной шине 11 Овых Ue. Ток, отдаваемый в .нагрузку, обеспечивается транзистором 3-1 и потребляется от второй шины 8 источника питания. При фор5 мировании плоской части выходного импульса транзистор 3-1 работает в режиме эмиттерного повторителя, т.к. диод 3-4 смещен в прямом направлении током транзистора 3-3 и к базе транзистора 3-1 подключен

0 источник опорного напряжения.

При подаче на вход 6-1 логической 1 положительной полярности, на вход 6-3 логической 1 отрицательной полярности, а на входы 6-2, 6-4-логических нулей тран5 зисторы 3-3, 3-1 и 4-2 закрываются, а открываются транзисторы 4-3, 4-1, 3-2 и на выходной шине 11 формируется напряжение, равное UH.

При смене логических напряжений на

0 входах устройства, например, при переходе от формирования UB к UH транзистор 3-3 закрывается, а транзистор 4-3 открывается. Часть тока транзистора 4-3 через конденсатор 5 рассасывает заряд, накопленный в

5 базовой цепи транзистора 3-1, ускоряя его закрытие, а часть поступает а базу транзистора 4-1, На этой стадии формирования выходного импульса диод 4-4 закрыт - он открывается при Увых, близком к UH, в базу транзистора 4-1 поступает больший ток,

чем при формировании плоской части импульса. Процесс перехода от 1)н к UB аналогичен.

Формула изобретения Выходной формирователь импульсов, содержащий первый и второй каналы формирования соответственно верхнего и нижнего уровней, каждый из которых включает первый ключ, выполненный на двух транзисторах по схеме токового переключателя, второй ключ, выполненный на диоде и основном транзисторе, между эмиттером и базой которого включен первый резистор, и первый вспомогательный транзистор с проводимостью, противоположной проводимости основного транзистора второго ключа данного канала, объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов первого ключа первого и второго каналов через соответствующие эмиттерные резисторы соединены с первой и второй шинами источника питания соответственно, к которым через коллекторные резисторы подключены коллекторы транзисторов соответствующих первых ключей первого и второго каналов, базы которых соединены с первым, вторым, .третьим и четвертым входами устройства, проводимость транзисторов первого и второго ключей первого канала противоположна проводимости первого и второго ключей второго канала, первый и второй источники опорного напряжения соответственно верхнего и нижнего уровней и два вторых резистора вторых ключей каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения

быстродействия и стабильности выходного напряжения при переменной нагрузке, введены конденсатор и в каждый из каналов второй вспомогательной транзистор с про- водимостью, противоположной проводимости основного транзистора второго ключа данного канала, и дополнительный резистор, причем эмиттеры первого и второго вспомогательных транзисторов обоих каналов через второй и дополнительный резисторы подключены соответственно к второй и первой шинам источника питания, к которым подключены коллекторы основных транзисторов, базы первых вспомогательных транзисторов обоих каналов соединены соответственно с коллекторами первых транзисторов первых ключей, базы вторых вспомогательных транзисторов обоих каналов подключены к коллекторам вторых

транзисторов первых ключей, коллекторы первых вспомогательных транзисторов и эмиттеры основных транзисторов вторых ключей обоих каналов подключены к выходной шине, база основного транзистора второго ключа первого канала соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора первого канала и с анодом диода, катод которого соединен с первым источником опорного напряжения, база основного

транзистора второго ключа второго канала соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора второго канала,с катодом диода., анод которого соединен с .вторым источником опорного напряжения,

а конденсатор включен между базами основных транзисторов вторых ключей.